JP3241588U - 多段真空ポンプにおける圧送流体のための真空ポンプ冷却器 - Google Patents

Abstract

【課題】改善された冷却効果、改善されたポンプ性能、及び、圧送流体の中間冷却をもたらす真空ポンプ冷却器及び真空ポンプを提供すること。【解決手段】多段真空ポンプの圧送流体を冷却するための真空ポンプ冷却器１１２、１１４であって、真空ポンプ冷却器は、第１の表面３０２、３２２と、第１の表面と反対側の第２の表面３０４、３２４と、冷却流体が流れることができる流路３０８とを含むプレート３００、３２０と、プレートの第２の表面から延びる１又は２以上のフィン３０６、３２６と、を備える。【選択図】図３

Description

本考案は、多段真空ポンプにおける圧送流体を冷却する真空ポンプ冷却器に関する。

真空ポンプは、様々な技術的プロセスにおいて、プロセスチャンバからガスを排出して、それによって各プロセスのための低圧状態を作り出すために使用される。
多段真空ポンプでは、ガスは連続したポンプ段を通って圧送される。

流体が多段真空ポンプの連続する段を通って圧送される場合、圧送流体の温度は上昇する傾向がある。これは、例えば、ポンプのポンプ機構による流体の作動（例えば、圧縮）に起因する場合がある。

多段真空ポンプ内の熱負荷を管理することは、例えば、良好な作動温度の維持、ポンプ内の正しいクリアランスの維持、及び様々な構成要素と作動流体の所望の動作の保証において重要である。熱管理が不十分な場合は、ポンプの性能及び信頼性を損なう可能性がある。

従来、圧送流体の圧縮によって生じる熱を除去する試みのために真空ポンプの外側本体は冷却される。
本考案者らは、流体がある段から別の段へ移動する段間領域で圧送流体を冷却することで、より効果的な冷却が達成できることに気付いた。このような冷却は、「中間冷却」と見なすことができる。

本考案の態様は、改善された冷却効果、従って改善されたポンプ性能及び信頼性を提供するために、圧送流体の中間冷却をもたらす真空ポンプ冷却器及び真空ポンプを提供する。

一態様では、多段真空ポンプにおける圧送流体を冷却するための真空ポンプ冷却器が提供される。真空ポンプ冷却器は、第１の表面と、第１の表面と反対側の第２の表面と、冷却流体が流れることができる流路とを備えるプレートを備える。真空ポンプ冷却器は、プレートの第２の表面から延びる１又は２以上のフィンをさらに備える。

真空ポンプ冷却器は、複数のフィンを含むことができる。
流路は、少なくとも部分的に、第１の表面に形成された凹部によって画定することができる。

流路は、蛇行した経路を画定することができる。
流路の少なくとも一部は、１又は２以上のフィンに形成することができる。

１又は２以上のフィンのうちの１又は２以上は、実質的にＵ字形の断面を有することができる。
プレートは、１又は２以上のポートをさらに備えることができ、各ポートは、それぞれのブローオフバルブを収容するように構成されている。

プレートは、第１の表面と第２の表面との間に延びる開口をさらに備えることができ、開口は、真空ポンプの入口又は出口を画定する。
真空ポンプ冷却器は、単一の一体型要素とすることができる。

真空ポンプ冷却器は、鉄、鉄の合金、鋼、陽極酸化アルミニウム、及びアルミニウムの合金からなる材料群から選択された材料から形成することができる。

さらなる態様では、多段真空ポンプが提供され、多段真空ポンプは、第１の入口及び第１の出口を有する第１のポンプ室を含む第１の段と、第２の入口及び第２の出口を有する第２のポンプ室を含む第２の段と、第１の出口と第２の入口を流体的に接続する段間ダクトと、請求項１から１０のいずれかに記載の真空ポンプ冷却器とを備え、真空ポンプ冷却器は、１又は２以上のフィンが段間ダクトの中に延びるように配置されている。

多段真空ポンプは、追加的な真空ポンプ冷却器をさらに備え、追加的な真空ポンプ冷却器は、いずれかの先行する態様の真空ポンプ冷却器であり、追加的な真空ポンプ冷却器の１又は２以上のフィンは、段間ダクトの中に延びるように配置されている、

真空ポンプ冷却器及び追加的な真空ポンプ冷却器は、第１の段、第２の段、及び段間ダクトを収容するハウジングの反対側の壁を画定する。

真空ポンプ冷却器は、真空ポンプ冷却器の第１の表面と第２の表面との間に延びる第１の開口を備えることができ、第１の開口は、多段真空ポンプの入口を画定する。追加的な真空ポンプ冷却器は、追加的な真空ポンプ冷却器の第１の表面と第２の表面との間に延びる第２の開口を備えることができ、第２の開口は、多段真空ポンプの出口を画定する。

真空ポンプの側面断面図を示す正確な縮尺ではない概略図である。 真空ポンプの正面断面図を示す正確な縮尺ではない概略図である。 真空ポンプのハウジングの分解斜視図を示す正確な縮尺ではない概略図である。 真空ポンプのハウジングのさらなる分解斜視図を示す正確な縮尺ではない概略図である。 真空ポンプ冷却器の斜視図を示す正確な縮尺ではない概略図である。

本明細書において、上及び下、水平及び垂直、上部及び下部、前面及び背面などの相対的な用語は、単に図面への参照を容易にするために用いられており、これらの用語はそのように限定するものではなく、真に上及び下、水平及び垂直、上部及び下部などではなく、何らかの２つの異なる方向又は位置などを満たすことができることを理解されたい。

図１は、多段真空ポンプ１００の側面断面図を示す正確な縮尺ではない概略図である。
図２は、多段真空ポンプ１００の正面断面図を示す正確な縮尺ではない概略図である。
本実施形態では、多段真空ポンプ１００は、ルーツ型真空ポンプである。

本実施形態では、多段真空ポンプ１００は、ハウジング１０２を備える。ハウジング１０２は、上流端壁１０４と、上流端壁１０４と反対側の下流端壁１０６と、第１の側壁１０８と、第１の側壁１０８と反対側の第２の側壁１１０と、第１の真空ポンプ冷却器１１２と、第２の真空ポンプ冷却器１１４と、を備える。第１の真空ポンプ冷却器１１２は、ハウジング１０２の頂壁又は上壁を形成する。第２の真空ポンプ冷却器１１４は、ハウジング１０２の底壁又は下壁を形成する。第２の真空ポンプ冷却器１１４は、第１の真空ポンプ冷却器１１２の反対側に配置されている。

第１の真空ポンプ冷却器１１２及び第２の真空ポンプ冷却器１１４、並びにそれらの機能については、図３及び図４を参照して以下に詳細に説明する。

ハウジング１０２は、複数のポンプ段、すなわち、第１のポンプ段１２１、第２のポンプ段１２２、第３のポンプ段１２３、第４のポンプ段１２４、第５のポンプ段１２５、及び第６のポンプ段１２６を画定する。多段真空ポンプ１００のポンプ段１２１－１２６は、ハウジング１０２内の隔壁１２８によって画定される。隔壁１２８は、例えば、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第１の側壁１０８、及び第２の側壁１１０のうちの１又は２以上と一体とすることができる。

各ポンプ段１２１－１２６に関して、ハウジング１０２は、ステータボアを備えるそれぞれのステータを画定する。従って、ハウジングは、第１のステータボア１３１、第２のステータボア１３２、第３のステータボア１３３、第４のステータボア１３４、第５のステータボア１３５、及び第６のステータボア１３６を画定する。

多段真空ポンプ１００は、２つのシャフト、すなわち第１のシャフト１４１及び第２のシャフト１４２を含むロータ組立体を備える。２つのシャフト１４１、１４２は、平行な回転軸の周りを反対方向に回転するように構成されている。第１のシャフト１４１は、第１の回転軸１４３の周りを回転するように構成されている。第２のシャフト１４２は、第２の回転軸１４４の周りを回転するように構成されている。

各シャフト１４１、１４２は、複数のロータを備える。各シャフト１４１、１４２の各ロータは、ステータボア１３１－１３６のうちのそれぞれの中に位置する。従って、各ステータボア１３１－１３６は、その内部にそれぞれの一対のロータを配置し、一対のロータの各ロータは、２つのシャフト１４１、１４２のそれぞれに取り付けられる。

図１は、複数の第１のロータ１４６を示し、第１のロータ１４６の各々は、それぞれのステータボア１３１－１３６内に配置される。図２は、第１のステータボア１３１に配置される一対のロータ、すなわち第１のロータ１４６及び第２のロータ１４８を示す。
ロータ１４６、１４８の各々は、３ローブロータである。

各ステータボア１３１－１３６に関して、その中に位置する一対のロータ１４６、１４８は、ステータボア１３１－１３６の中で回転するように構成された協働ロータである。各ステータボア１３１－１３６に関して、その中に取り付けられたロータ１４６、１４８は、ステータボア１３１－１３６と協働する寸法を有し、ステータボア１３１－１３６の中で回転する際に、他方のロータ１４６、１４８から遠く離れた各ロータの外縁は、ステータボア１３１－１３６でシールされるようになっている。

ステータボア１３１－１３６の各々は、それぞれの入口及びそれぞれの出口を備える。詳細には、本実施形態では、第１のステータボア１３１は、第１の入口１５１及び第１の出口１６１を備え、第２のステータボア１３２は、第２の入口１５２及び第２出口１６２を備え、第３のステータボア１３３は、第３の入口１５３及び第３の出口１６３を備え、第４のステータボア１３４は、第４の入口１５４及び第４の出口１６４を備え、第５のステータボア１３５は、第５の入口１５５及び第５の出口１６５を備え、第６のステータボア１３６は、第６の入口１５６及び第６の出口１６６を備える。

多段真空ポンプ１００は、ポンプ段１２１－１２６を流体的に一緒に接続し、連続するポンプ段１２１－１２６を通る流体流を可能にする複数の段間ダクトを備える。本実施形態では、段間ダクトは、ステータの外面の周りを通過する。第１の段間ダクト（図２において参照数字１７１で示される）は、第１の出口１６１を第２の入口１５２に流体的に接続する。また、第２の段間ダクトは、第２の出口１６２を第３の入口１５３に流体的に接続する。また、第３の段間ダクトは、第３の出口１６３を第４の入口１５４に流体的に接続する。また、第４の段間ダクトは、第４の出口１６４を第５の入口１５５に流体的に接続する。また、第５の段間ダクトは、第５の出口１６５を第６の入口１５６に流体的に接続する。

多段真空ポンプ１００は、ポンプ入口１７０及びポンプ出口１７２を備える。ポンプ入口１７０は、第１のステータボア１３１の第１の入口１５１に接続する。ポンプ出口１７２は、第６のステータボア１３６の第６の出口１６６に接続する。

作動時、シャフト１４１、１４２は、回転するので（例えば、電気モータによって）、ステータボア１３１－１３６の中のロータ１４６、１４８の回転が生じる。第１のステータボア１３１の中のロータ１４６、１４８の回転は、ポンプ入口１７０及び第１の入口１５１を通って第１のステータボア１３１の中にガスを引き込む。この多段真空ポンプ１００へのガスの流れは、図１及び図２に破線矢印及び参照数字１８０で示されている。ステータボア１３１－１３６内のロータ１４６、１４８の連続的な回転は、段間ダクトを介して連続するポンプ段１２１－１２６を通ってガスを移動させる。詳細には、この実施形態では、圧送ガスは、以下のように多段真空ポンプ１００を通って圧送される。すなわち、ガスは、第１の出口１６１を介して第１のステータボア１３１から排出され、第１の段間ダクト１７１を通って第２の入口１５２に圧送され、第２の入口１５２を介して第２のステータボア１３２に入り（このガスの流れは、図１及び２において破線矢印及び参照数字１８２で示される）；次に、ガスは、第２の出口１６２を介して第２のステータボア１３２から排出され、第２の段間ダクトを通って第３の入口１５３に圧送され、第３の入口１５３を介して第３ステータボア１３３に入り；次に、ガスは、第３の出口１６３を介して第３ステータボア１３３から排出され、第３の段間ダクトを通って第４の入口１５４に圧送され、第４の入口１５４を介して第４のステータボア１３４に入り；次に、ガスは、第４の出口１６４を介して第４のステータボア１３４から排出され、第４の段間ダクトを通って第５の入口１５５に圧送され、第５の入口１５５を介して第５のステータボア１３５に入り；次に、ガスは、第５の出口１６５を介して第５のステータボア１３５から排出され、第５の段間ダクトを通って第６の入口１５６に圧送され、第６の入口１５６を介して第６のステータボア１３６に入り；次に、ガスは、第６の出口１６６を介して第６のステータボア１３６から排出され、ポンプ出口１７２を介してポンプ１００から排出される。この多段真空ポンプ１００から外へのガスの流れは、図１において破線矢印及び参照数字１８４で示されている。

図３は、ハウジング１０２の分解斜視図を示す正確な縮尺ではない概略図である。
図４は、ハウジング１０２のさらなる分解斜視図を示す正確な縮尺ではない概略図である。

本実施形態において、第１の真空ポンプ冷却器１１２は、ハウジング１０２の上壁を形成する。第１の真空ポンプ冷却器１１２は、組立体の上面に取り付けられ、組立体は、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第１の側壁１０８、及び第２の側壁１１０を備える。第１の真空ポンプ冷却器１１２は、複数の締結具を使用するような何らかの適切な手段によって組立体に取り付けることができる。

第１の真空ポンプ冷却器１１２は、第１の表面３０２と、第１の表面３０２と反対側の第２の表面３０４とを有する第１のプレート３００を備える。

本実施形態では、第１の表面３０２は、第１のプレート３００の上面であり、第２の表面３０４は、第１のプレート３００の底面である。第１の真空ポンプ冷却器１１２が組立体の上面に取り付けられると、第１の表面３０２は、ハウジング１０２の外面を形成する。また、第１のプレート３００の第２の表面３０４は、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第１の側壁１０８、及び第２の側壁１１０の上縁に接触する。第１のプレート３００の第２の表面３０４は、例えばその間に配置されたＯリング又はシールガスケットによって、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第１の側壁１０８、及び第２の側壁１１０の上縁をシールことができる。

第１の真空ポンプ冷却器１１２は、第１のプレート３００の第２の表面３０４から下方に延びる複数の第１のフィン３０６をさらに備える。本実施形態では、８枚の第１のフィン３０６が存在する。好ましくは、第１のフィン３０６は、第１のプレート３００と一体的に形成される。これは、第１のフィン３０６と第１のプレート３００との間の隙間又は接合部を低減又は排除して、その間の改善された熱伝導率及び改善された熱伝達を可能にするのに役立つ。

第１の真空ポンプ冷却器１１２が、ハウジング１０２の上壁を形成するために組立体の上面に取り付けられると、第１のフィン３０６は段間ダクトの中に延びる。１又は２以上の第１のフィン３０６は、段間ダクトの各々の中に延びることができる。より好ましくは、複数の第１のフィン３０６は段間ダクトの各々の中に延びる。図２に示すように、少なくとも１枚の第１のフィン３０６は、第１のプレート３００の第２の表面３０４から第１の段間ダクト１７１の中に下向きに延びる。

本実施形態では、正面から見ると、第１のフィン３０６は、実質的にＵ字形のフィンであるように見える、すなわち実質的にＵ字形の断面を有すると見なすことができる。これは、第１のフィン３０６が、ステータの両側の周りの段間ダクトを貫通して延びることを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、下から見たとき、第１のフィン３０６は、実質的にＵ字形のフィンであるように見えること、すなわち、実質的にＵ字形の断面を有すると見なすことができる。これは、第１のフィン３０６が、段間ダクトに沿って延びることを可能にすることができる。第１のフィン３０６の形状は、用途に依存する可能性があり、ハウジング１０２が組み立てられた場合に第１のフィン３０６が延びる段間ダクトのサイズ及び形状に依存する可能性がある。

第１のプレート３００は、第１の流路を備える。第１の流路３０８は、冷却流体が流れることができる流路である。本実施形態では、第１の流路３０８は、第１のプレート３００の第１の表面３０２に形成された凹部によって画定される。本実施形態では、第１の流路３０８は、第１のプレート３００の第１の表面３０２の上に蛇行した又は複雑な経路を画定する。いくつかの実施形態では、第１の流路は、１又は２以上の空隙又はキャビティで構成することができる。

本実施形態では、第１のプレート３００は、複数のポート３１０を備える。各ポート３１０は、第１の表面３０２から第２の表面３０４まで第１のプレート３００を貫通して延びる開口である。各ポート３１０は、それぞれのブローオフバルブを収容するように構成されている。

本実施形態において、組み立てられた多段真空ポンプ１００には、複数のブローオフバルブが設けられている。各ブローオフバルブは、複数のポート３１０のそれぞれに配置される。１又は２以上のブローオフバルブは、多段真空ポンプ１００のステータボア１３１－１３６内の圧力を解放するように構成された圧力解放システムである。１又は２以上のブローオフバルブは、ステータボア１３１－１３６の１又は２以上の圧力が閾値圧力未満である場合に閉位置を取るように構成され、それによってそこを通るガス流を防止又は妨害する。１又は２以上のブローオフバルブは、１又は２以上のステータボア１３１－１３６内の圧力が閾値圧力以上である場合に開くように構成され、それによって１又は２以上のステータボア１３１－１３６から外部雰囲気へのガスの流出が許容される。このようにして、多段真空ポンプ１００の中の圧力を解放することができる。これは、有利には、ロータ１４６、１４８の負荷を低減し、圧送されるガス過圧縮を防止するのに役立つ。

本実施形態では、第１のプレート３００は、第１の開口３１２をさらに備える。第１の開口３１２は、第１の表面３０２から第２の表面３０４まで第１のプレート３００を貫通して延びる。第１の開口３１２は、ポンプ入口１７０を第１の入口１５１に流体的に接続する。従って、第１の開口３１２は、少なくとも部分的に多段真空ポンプ１００の入口を画定すると見なすことができる。作動時、ガスは、第１の開口３１２を通ってポンプ入口１７０に圧送され、次に、第１の入口１５１を通って第１のステータボア１３１に圧送される。

本実施形態では、第１の真空ポンプ冷却器１１２は、単一の一体型要素である。第１の真空ポンプ冷却器１１２は、モノリシック部品又は製品とすることができる。本明細書で使用される場合、用語「モノリシック」は、いくつかの実施形態において、接合部又は継ぎ目なしに形成、構成、又は作成され、実質的に均一であるが必ずしも剛性ではない、全体を構成する単一部品とすることができる、実質的に単一のユニットを構成することを意味することができる。第１の真空ポンプ冷却器１１２は、未分化型とすること、すなわち単一の材料で形成することができる、これは、その部分全体が実質的に均質とすることができる。

第１の真空ポンプ冷却器１１２は、熱伝導性材料、例えば、鉄、鉄の合金、鋼、陽極酸化アルミニウム、及びアルミニウムの合金からなる材料群から選択される材料から形成される。

第１の真空ポンプ冷却器１１２は、限定されるものではないが、固体ワークピース又はブランクからの機械加工、鋳造、又は付加製造によるものを含む、何らかの適切な製造技術によって製作することができる。

本実施形態では、第２の真空ポンプ冷却器１１４は、第１の真空ポンプ冷却器１１２によって形成された上壁とは反対側のハウジング１０２の底壁を形成する。第２の真空ポンプ冷却器１１４は、組立体の底面に取り付けられ、組立体は、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第２の側壁１０８、及び第２の側壁１１０を含む。第２の真空ポンプ冷却器１１４は、複数の締結具を使用するような何らかの適切な手段によって組立体に取り付けることができる。

第２の真空ポンプ冷却器１１４は、第１の表面３２２と、第１の表面３２２と反対側の第２の表面３２４とを有する第２のプレート３２０を備える。

本実施形態では、第１の表面３２２は、第２プレート３００の底面であり、第２の表面３２４は、第２プレート３２０の上面である。第２の真空ポンプ冷却器１１４が組立体の底面に取り付けられると、第１の表面３２２は、ハウジング１０２の外面を形成する。また、第２のプレート３２０の第２の表面３２４は、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第１の側壁１０８、及び第２の側壁１１０の底縁に接触する。第２のプレート３２０の第２の表面３２４は、例えばその間に配置されたＯリング又はシールガスケットによって、上流端壁１０４、下流端壁１０６、第１の側壁１０８、及び第２の側壁１１０の底縁をシールすることができる。

第２の真空ポンプ冷却器１１４は、第２のプレート３００の第２の表面３０４から上方に延びる複数の第２フィン３２６をさらに備える。本実施形態では、１３枚の第２フィン３０６が存在する。好ましくは、第２のフィン３２６は、第２のプレート３２０と一体的に形成される。これは、第２のフィン３２６と第２のプレート３２０との間の空隙又は接合部を低減又は排除して、その間の改善された熱伝導率及び改善された熱伝達を可能にするのに役立つ。

第２の真空ポンプ冷却器１１４がハウジング１０２の下壁を形成するために組立体の底面に取り付けられると、第２のフィン３２６は段間ダクトの中に延びる。１又は２以上の第２のフィン３２６は、段間ダクトの各々の中に延びることができる。より好ましくは、複数の第２のフィン３２６は段間ダクトの各々の中に延びることができる。図２に示すように、少なくとも１枚の第２のフィン３２６は、第２のプレート３２０の第２の表面３２４から第２の段間ダクト１７１の中に上向きに延びる。

本実施形態では、正面から見ると、第２のフィン３２６は、実質的にＵ字形のフィンであるように見える、すなわち、実質的にＵ字形の断面を有すると見なすことができる。これは、第２のフィン３２６が、ステータの両側の周りの段間ダクトを貫通して延びることを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、上から見たとき、第２のフィン３２６は、実質的にＵ字形のフィンであるように見えること、すなわち、実質的にＵ字形の断面を有すると見なすことができる。これは、第２のフィン３２６が、段間ダクトに沿って延びることを可能にすることができる。第２のフィン３２６の形状は、用途に依存する可能性があり、ハウジング１０２が組み立てられた場合に第２のフィン３２６が延びる段間ダクトのサイズ及び形状に依存する可能性がある。

第２のプレート３２０は、第２の流路３２８を備える。第２の流路３２８は、冷却流体が流れることができる流路である。本実施形態では、第２の流路３２８は、第２のプレート３２０の第１の表面３２２に形成された凹部によって画定される。本実施形態では、第２の流路３２８は、第２のプレート３２０の第１の表面３２２の上に蛇行した又は複雑な経路を画定する。

本実施形態では、第２のプレート３２０は、第２の開口３３２をさらに備える。第２の開口３３２は、第１の表面３２２から第２の表面３２４まで第２のプレート３２０を貫通して延びる。第２の開口３３２は、ポンプ出口１７２を第６の出口１６６に流体的に接続する。従って、第２の開口３３２は、少なくとも部分的に多段真空ポンプ１００の出口を画定すると見なすことができる。作動時、ガスは、第６の出口１６６を通って第６のステータボア１３６から排出され、第２の開口３３２を通り、次にポンプ出口１７２を通って排出される。

本実施形態では、第２の真空ポンプ冷却器１１４は、単一の一体型要素である。第２の真空ポンプ冷却器１１４は、モノリシック部品又は製品とすることができる。

第２の真空ポンプ冷却器１１４は、熱伝導性材料、例えば、鉄、鉄の合金、鋼、陽極酸化アルミニウム、及びアルミニウムの合金からなる材料群から選択される材料から形成される。

第２の真空ポンプ冷却器１１４は、限定されるものではないが、固体ワークピース又はブランクからの機械加工、鋳造、又は付加製造によるものを含む、何らかの適切な製造技術によって製作することができる。

作動時、ガスは、上記でより詳細に説明したように、多段真空ポンプ１００の連続する段１２１－１２６を通って圧送される。圧送ガスは、第１のダクト１７１などの段間ダクトを介して、ポンプ１００の連続する段１２１－１２６の間を移動する。圧送ガスが段間ダクトを移動すると、段間ダクト内に配置されている第１のフィン３０６及び第２のフィン３２６の上を移動する（すなわち、接触する）。圧送ガスが第１及び第２のフィン３０６、３２６の上を移動すると、ガスからの熱はフィン３０６、３２６に伝達される。従って、圧送ガスが冷却される。第１及び第２のフィン３０６，３２６は、それぞれ第１及び第２のプレート３００，３２０と一体である（又は少なくとも取り付けられている）ので、フィン３０６、３２６に伝達された熱は、プレート３００、３２０に伝達される。また、作動時、冷却流体（すなわち、水又は防錆添加剤を含む水などの、ガス又は液体の冷却剤）は、第１及び第２のプレート３００、３２０にそれぞれ形成された第１及び第２の流路３０８、３２８に沿って流れるようにされる。この流路３０８、３２８を通る冷却流体の流れは、プレートを冷却する。従って、フィン３０６、３２６によって圧送ガスからプレート３００、３２０に伝達された熱は、プレートから除去される。

本実施形態では、有利には、冷却流体は、真空ポンプ冷却器１１２、１１４に直接適用される。これは、真空ポンプ冷却器１１２、１１４からのより効果的な熱伝達、従って圧送ガスのより効果的な冷却を可能にするのに役立つ。

冷却流体は、多段真空ポンプ１００の外部にある冷却流体源から、第１及び第２のプレート３００、３２０に形成された第１及び第２の流路３０８、３２８に流入することができる。冷却流体は、第１及び第２のプレート３００、３２０に形成された第１及び第２の流路３０８、３２８から多段真空ポンプ１００の外部にある冷却流体シンクに流出することができる。

上記の真空ポンプ冷却器は、多段真空ポンプの段間領域において、圧送ガスの「中間冷却」、すなわち圧送ガスの冷却を可能にする。

ルーツ型多段真空ポンプは、逆クロー（ｒｅｖｅｒｓｅｄ－ｃｌａｗ）ポンプ又はスクリューポンプなどの他の真空ポンプに比べ、段間のガス通路が比較的長くなる傾向がある。上記の真空ポンプ冷却器は、これらの比較的長い段間ガス経路又はダクトを利用して、効果的な中間冷却を可能にする。

有利には、上記の真空ポンプ冷却器によってもたらされる傾向のある改善された冷却は、ポンプの良好な作動温度の維持及びポンプ内の正しいクリアランスの維持を容易にし、様々な構成要素及び作動流体が所望のように作動することを保証するのに役立つ。

上記の真空ポンプ冷却器によってもたらされる傾向のある改善された冷却は、改善されたポンプ性能及び信頼性を提供するのに役立つ。

有利には、真空ポンプ冷却器は、熱伝導性材料で形成された一体成形のモノリシック要素である。従って、アルミニウム又は銅のような高伝導材料で構成された場合に疲労破壊を起こす可能性のある冷却管のような小さな構成要素の使用を回避するのに役立つ。

有利には、上記の真空ポンプ冷却器は、第２の材料の鋳物などの支持構造体に少なくとも部分的に埋め込まれた第１の材料のパイプの使用を回避する。そのため、２つの異なる材料の間の断熱エアポケットの可能性が排除される傾向にある。上記の冷却器は、所定の又は所望の熱伝導率を有する単一の材料から実質的に形成することができる。従って、上記の真空ポンプ冷却器は、改善された熱伝導率を提供し、その結果として圧送流体をより効果的に冷却するのに役立つ。

有利には、上記の真空ポンプ冷却器は、例えば、真空ポンプによって圧送される腐食性ガス及び／又は高温ガスによって引き起こされる疲労及び破損に対して堅牢である傾向がある。

上記の真空ポンプ冷却器は、例えば洗浄又は点検のために、ハウジングから容易に分解することができる。
上記の実施形態では、多段真空ポンプはルーツ型真空ポンプである。しかしながら、他の実施形態では、多段真空ポンプは、異なるタイプの多段真空ポンプ、例えば、多段クローポンプである。

上記の実施形態では、多段真空ポンプは、２つの真空ポンプ冷却器を備える。しかしながら、他の実施形態では、ポンプは、単一の冷却器のみ、又は３以上の冷却器など、様々な数の真空ポンプ冷却器を備える。例えば、いくつかの実施形態では、第１又は第２の真空冷却器のうちの１つが省略され、標準的な又は従来のハウジング壁に置き換えることができる。

上記の実施形態では、第１の真空ポンプ冷却器は、ハウジングの頂壁又は上壁を形成する。しかしながら、他の実施形態では、第１の真空冷却器は、ハウジングの側壁など、ハウジングの異なる壁を形成する。
上記の実施形態では、第２の真空ポンプ冷却器は、ハウジングの底壁又は下壁を形成する。しかしながら、他の実施形態では、第２の真空冷却器は、ハウジングの側壁など、ハウジングの異なる壁を形成する。

上記の実施形態では、多段真空ポンプは６段で構成されている。しかしながら、他の実施形態では、多段真空ポンプは、異なる段数、すなわち、６段より少ない段数、又は６段より多い段数で構成される。
上記の実施形態では、各ポンプ段は、それぞれの対の協働ロータを備える。しかしながら、他の実施形態では、１又は２以上のポンプ段は、異なるタイプのポンプ機構、例えば、異なる数のロータを有するポンプ機構を備えることができる。

上記の実施形態では、ロータは、３ローブロータである。しかしながら、他の実施形態では、ロータの１又は２以上は、異なる数のローブ、例えば２つのローブ、又は４以上のローブを有する。

上記の実施形態では、第１の真空ポンプ冷却器は、８枚の第１のフィンを備える。しかしながら、他の実施形態では、第１の真空ポンプ冷却器は、異なる数の第１のフィン、例えば８枚未満の第１のフィン、又は８枚よりも多い第１のフィンを備える。第１の真空ポンプ冷却器のフィンの数は、用途に依存する可能性があり、限定されるものではないが、ポンプ段の数及び段間ダクトの寸法を含む要因に依存する可能性がある。

上記の実施形態では、第２の真空ポンプ冷却器は、１３枚の第２のフィンを備える。しかしながら、他の実施形態では、第２の真空ポンプ冷却器は、異なる数の第２のフィン、例えば１３枚未満の第２のフィン、又は１３枚より多い第２のフィンを備える。第２の真空ポンプ冷却器のフィンの数は、用途に依存する可能性がある。第２の真空ポンプ冷却器のフィンの数は、限定されるものではないが、ポンプ段の数及び段間ダクトの寸法を含む要因に依存する可能性がある。

上記の実施形態では、第１のフィンは、実質的にＵ字形のフィンとすること、すなわち、実質的にＵ字形の断面を有すると見なすことができる。しかしながら、他の実施形態では、１又は２以上の第１のフィンは、Ｕ字形以外の異なる形状を有する。

上記の実施形態では、第２のフィンは、実質的にＵ字形のフィンとすること、すなわち、実質的にＵ字形の断面を有すると見なすことができる。しかしながら、他の実施形態では、１又は２以上の第２のフィンは、Ｕ字形以外の異なる形状を有する。

上記の実施形態では、第１のプレートは、ブローオフバルブを収容する複数のポートを備える。しかしながら、他の実施形態では、第１のプレートは、図示とは異なる数のポート及びブローオフバルブを備える。いくつかの実施形態では、ポート及びブローオフバルブは省略される。いくつかの実施形態では、ポート及びブローオフバルブの一部又は全部は、第１の真空冷却器以外のハウジングの異なる壁、すなわち上壁に配置される。例えば、他の実施形態では、上流端壁、下流端壁、第１の側壁、第２の側壁、及び底壁（すなわち、第２の真空冷却器）のうちの１又２以上は、それぞれのブローオフバルブを収容することができる１又は２以上のポートを備えることができる。

上記の実施形態では、第１及び第２のプレートの各々は、冷却流体が流れるようにされるそれぞれの流路を備える。しかしながら、他の実施形態では、第１及び第２のプレートの一方又は両方は、異なる数のそのような流路、すなわち、複数の流路を備える。１又は複数の流路は、何らかの適切な形状を有することができる。

従って、真空ポンプ冷却器の一方又は両方は、上記とは異なる形状又は構成を有することができる。図５は、さらなる実施形態による第１及び第２の真空ポンプ冷却器１１２、１１４を示す概略図である。図５に示す実施形態では、フィン３０６、３２６の数及び形状、第１の流路３０８の形状及び構成、並びにポート３１０の数及び構成は、図３及び図４に示して上述したものとは異なっている。

上記の実施形態では、冷却流体流路は、第１のプレート及び第２のプレートの第１の表面に設けられた凹部によって形成されている。しかしながら、他の実施形態では、流路の一方又は両方の少なくとも一部は、真空ポンプ冷却器の表面の凹部によって形成されていない。例えば、いくつかの実施形態では、流路の１又は２以上は、真空ポンプ冷却器のプレートを貫通して形成されたダクト、管、又はボアである。いくつかの実施形態では、真空ポンプ冷却器の流路の少なくとも一部は、１又は２以上のフィンの本体の中に延びるダクト、管、又はボアである。換言すると、流路の少なくとも一部は、１又は２以上のフィンに形成することができる。従って、冷却流体は、フィンの１又は２以上を通過するようにすることができる。これは、フィンの冷却、従って圧送ガスの冷却を改善するのに役立つ。

１００ 多段真空ポンプ
１０２ ハウジング
１０４ 上流端壁
１０６ 下流端壁
１０８ 第１の側壁
１１０ 第２の側壁
１１２ 第１の真空ポンプ冷却器
１１４ 第２の真空ポンプ冷却器
１２１ 第１のポンプ段
１２２ 第２のポンプ段
１２３ 第３のポンプ段
１２４ 第４のポンプ段
１２５ 第５のポンプ段
１２６ 第６のポンプ段
１２８ 隔壁
１３１－１３６ ステータボア
１４１ 第１のシャフト
１４２ 第２のシャフト
１４６ 第１のロータ
１４８ 第２ロータ
１５１－１５６ 入口
１６１－１６６ 出口
１７０ ポンプ入口
１７１ 段間ダクト
１７２ ポンプ出口
１８０、１８２、１８４ ガス流れ方向
３００ 第１のプレート
３０２ 第１のプレートの第１の表面
３０４ 第１のプレートの第２の表面
３０６ 第１のフィン
３０８ 第１の流路
３１０ ポート
３１２ 第１の開口
３２０ 第２のプレート
３２２ 第２のプレートの第１の表面
３２４ 第２のプレートの第２の表面
３２６ 第２のフィン
３２８ 第２の流路
３３２ 第２の開口

Claims (14)

1. 多段真空ポンプの圧送流体を冷却するための真空ポンプ冷却器であって、
   第１の表面と、
   前記第１の表面と反対側の第２の表面と、
   冷却流体が流れることができる流路と、を有するプレートと、
   前記プレートの第２の表面から延びる１又は２以上のフィンと、を備えている、
   ことを特徴とする真空ポンプ冷却器。
2. 複数のフィンを備える、
   請求項１に記載の真空ポンプ冷却器。
3. 前記流路は、少なくとも部分的に、前記第１の表面に形成された凹部によって画定される、
   請求項１又は２に記載の真空ポンプ冷却器。
4. 前記流路は、蛇行経路を画定する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
5. 前記流路の少なくとも一部は、前記１又は２以上のフィンに形成される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
6. 前記１又は２以上のフィンの１又は２以上は、実質的にＵ字形の断面を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
7. 前記プレートが１又は２以上のポートをさらに備え、前記ポートの各々は、ブローオフバルブを収容するように構成されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
8. 前記プレートが、前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びる開口をさらに備え、前記開口は、前記真空ポンプの入口又は出口を画定する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
9. 前記真空ポンプ冷却器は、単一の一体型要素である、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
10. 前記真空ポンプ冷却器は、鉄、鉄の合金、鋼、陽極酸化アルミニウム、及びアルミニウムの合金からなる材料群から選択された材料から形成される、
    請求項１から８のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器。
11. 多段真空ポンプであって、
    第１の入口及び第１の出口を有する第１のポンプ室を含む第１の段と、
    第２の入口及び第２の出口を有する第２のポンプ室を含む第２の段と、
    前記第１の出口と前記第２の入口を流体的に接続する段間ダクトと、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の真空ポンプ冷却器と、を備え、
    前記真空ポンプ冷却器は、前記１又は２以上のフィンが前記段間ダクトの中に延びるように配置されている、多段真空ポンプ。
12. 追加的な真空ポンプ冷却器をさらに備え、前記追加的な真空ポンプ冷却器は、請求項１から１０のいずれかに記載の真空ポンプ冷却器であり、前記追加的な真空ポンプ冷却器の前記１又は２以上のフィンは、前記段間ダクトの中に延びるように配置されている、
    請求項１１に記載の多段真空ポンプ。
13. 前記真空ポンプ冷却器及び前記追加的な真空ポンプ冷却器は、前記第１の段、前記第２の段、及び前記段間ダクトを収容するハウジングの反対側の壁を画定する、
    請求項１２に記載の多段真空ポンプ。
14. 前記真空ポンプ冷却器は、前記真空ポンプ冷却器の前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びる第１の開口を備え、前記第１の開口は、前記多段真空ポンプの入口を画定し、
    前記追加的な真空ポンプ冷却器は、前記追加的な真空ポンプ冷却器の前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びる第２の開口を備え、前記第２の開口は、前記多段真空ポンプの出口を画定する、
    請求項１２又は１３に記載の多段真空ポンプ。

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